Широкополосные системы связи

К определению

В широкополосных системах связи в отличие от (узкополосных) систем связи,

Схожие обозначения

ШПС – широкополосная связь
ШПС – шумоподобные сигналы

К понятию широкополосности

В основе лежит использование в канале связи для переноса

Пример

Для локальных беспроводных сетей передачи данных (WLAN) по стандарту IEEE 802.11b,

Преимущества

Можно отказаться от разделения рабочих частот, и все передатчики могут

Возможность «свертки»

Широкополосный шумоподобный сигнал благодаря своим хорошим корреляционным свойствам может быть

Широкополосный сигнал из 11 элементарных импульсов

chip

Общая длительность импульса Т

Расширение спектра

Кодирование псевдослучайной последовательностью

Определение базы сигнала, В

Произведение полосы частот, в которой содержаться дискретные составляющие

К определению базы сигнала

5 chips - база

10 chips - база

Чем сложнее

Доступ с кодовым разделением

Максимальное число каналов при кодовом разделении в полосе

При разделении по времени или частоте

Для систем с МДРЧ (и МДВР)

Увеличение базы

Наиболее эффективным способом построения сигналов с большой базой является расширение

CDMA

МДКР – множественный доступ с кодовым разделением.
МДЧР - … с частотным

Сравнение методов разделения каналов

Таким образом, при МДКР число возможных каналов связи

Преимущества

Главным преимуществом использования широкополосных сигналов является то, что они дают

Помехоустойчивость

Помехоустойчивость широкополосных систем при флуктуационном шуме не ниже помехоустойчивости узкополосных

Широкополосные системы обеспечивают скрытность:

Факта работы передатчика
Факта наличия в передаваемом сигнале информации
Самой

Узкополосный и широкополосный сигналы

Скрытие с очень хорошими корреляционными характеристиками.

Кодовое разделение сигналов

Для переноса широкополосных сигналов по каналам связи предложено использовать

Специальный подбор сигналов

Прием и обнаружение разделенных кодами сигналов осуществляется с помощью

Некоторые термины

ШПС(pseudo-noise, PN) шумоподобный сигнал – сигнал с шумоподобными характеристиками
Коррелятор (correlator)

Вид автокорреляционной функции

Число чипов

Длительность пика пропорциональна длительности чипа

Выигрыш корреляторной обработки

Это коэффициент, показывающий во сколько раз отношение сигнал/шум на

Система связи с ШПС

Периодическая шумоподобная несущая

Опорный сигнал от генератора ШПС в точку приема можно

Формирование псевдослучайной последовательности

Сигналы в системе

Информационный S(t)
С расширенным спектром S(t)PN(t)
Сигнал в свободном просранстве

Расшифрованный сигнал

Последовательность действий
u(t) = S(t)PN(t)PN(t) + NBI(t)PN(t) + WBI(t)PN(t) + MP(t)PN(t)

Схема преобразований

Генерация последовательностей

Много разрядов увеличивается величена рандомизации.

Свойства

Для регистра длинной n разрядов число символов (длинна кода) до повторения

Коды Баркера ( до 13 разрядов)

2 +- или ++
3 ++--

Пример

АКФ

Максимальное значение автокорреляционной …

Коды Уолша (CDMA)

Матрица представлений
Н2 = H4 =
Ортогональность <Нm(k) Нm(p)> = 0

М – последовательности

Линейные кадры макс. длинны, или последовательности с макс. длинной

Успех обеспечен

Два или более независимых сигнала могут быть переданы одновременно в

Два метода модуляции

Прямое расширение спектра – DSSS – расширение за счет

Модель системы ПРС (DSSS) на основе ФМ

Прямое расширение

Для прямого расширения спектра используются коды с хорошей корреляцией.
Коды Паркера,

Прямое расширение

Принцип скачкообразного изменения частоты

Скачкообразное преобразование на основе ЧМ

Скачкообразное расширение

Типичные скачки

Скачкообразные изменения частоты, например, требуют изменение частоты на 1 МГц

Выбор зависит от характера преобладающей интерференции, используемой модели канала и др.

Таблица «Что лучше»